HUT76703A

HUT76703A - Increased sensitivity coriolis effect flowmeter using nodalproximate sensors

Info

Publication number: HUT76703A
Application number: HU9700157A
Authority: HU
Inventors: Andrew Keith Levien; Andrew Timothy Patten; Charles Paul Stack
Original assignee: Micro Motion
Priority date: 1994-07-20
Filing date: 1995-07-06
Publication date: 1997-10-28
Also published as: CN1153554A; CA2184751C; BR9508208A; RU2161780C2; MX9700355A; WO1996002812A1; US5497666A; JPH10500217A; EP0771408A1; AU3003595A; CZ17897A3; CA2184751A1; CN1108515C; HK1001139A1; JP2778836B2

Description

A találmány tárgya megnövelt érzékenységű Coriolisáramlásmérő, és különösen Corioiis-áramlásmérő az áramlásmérő csővezetékének egy vagy több rezgési csomópontjához közeli érzékelőelemmel, valamint eljárás az ilyen Corioiis-áramlásmérő működtetésére.The present invention relates to a highly sensitive Coriolis flowmeter, and in particular to a Corioisis flowmeter, with a sensor element close to one or more vibration nodes in the flowmeter pipeline, and to a method for operating such a Corioisis flowmeter.

A Coriolis-áramiásmérők alkalmazása vezetékben áramló anyag tömegáramának és az anyagra vonatkozó más információnak a mérésére ismert. Ilyen áramlásmérőket ismertet az 1978. augusztus 29-i US 4,109,524 számú, az 1985. január 1-i US 4,491,025 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalom és az 1982. február 11-i Re. 31,450 számú szabadalmi irat. Mindezek szabadalmasa J. E. Smith és társai. Ezekben az áramlásmérőkben egy vagy több, egyenes vagy görbe alakú áramlási cső van. A Coriolistömegárammérőben mindegyik áramlási csőalakzatnak egy sor természetes rezgésmódja van, amelyek lehetnek egyszerű hajlítási, csavarási vagy csatolt típusúak. Mindegyik áramlási csövet úgy hajtanak, hogy az egyik előzőleg említett természetes rezgésmóddal rezonanciában oszcilláljon. Az anyag az áramlásmérő beömlőoldalán csatlakoztatott vezetékből áramlik az áramlásmérőbe, áthalad az áramlási csövön vagy csöveken, és a kiömlőoldalon át hagyja el az áramlásmérőt. A közeggel töltött áramlási csövek rezgésének természetes rezgésmódjait részben az áramlási csövek és az áramlási csövekben lévő anyag együttes tömege határozza meg.The use of Coriolis flowmeters to measure the mass flow of material in a conduit and other information about the material is known. Such flowmeters are described in U.S. Patent Nos. 4,109,524, issued August 29, 1978, U.S. Patent 4,491,025, issued January 1, 1985, and U.S. Patent Re, February 11, 1982. 31,450. All of these are patented by J. E. Smith et al. These flow meters include one or more linear or curved flow tubes. In the Coriolis Strain Gauge, each flow tube shape has a number of natural vibration modes, which can be simple bending, twisting or coupling types. Each flow tube is driven to oscillate in resonance with one of the aforementioned natural modes of vibration. The material flows from a conduit connected to the inlet side of the flowmeter to the flowmeter, passes through the flow tube or tubes, and leaves the flowmeter through the outlet side. The natural modes of vibration of fluid-filled flow tubes are partly determined by the combined mass of the flow tubes and the material in the flow tubes.

Ha az áramlásmérőben nincs áramlás, akkor az áramlási cső mentén minden pont a ráadott hajtóerő következtében azonos fázisban oszcillál. Amikor anyag kezd áramlani, akkor a Coriolis• · · • · · · · * - 3 gyorsulások következtében a rezgő áramlási cső mentén minden cor.-nak más fázisa lesz. Az áramlási cső beömlőoidalán lévő pont késik a meghajtóhoz képest, az áramlási cső kiömlőoldalán levő pont siet a meghajtóhoz képest. Az áramlási csőre érzékeiőelemek vannak helyezve, amelyek az áramlási cső mozgásának megfelelő szinuszos jeleket állítanak elő. Két jel közötti fáziskülönbség arányos az áramlási csőben áramló anyag tömegáramiasi sebességével.If there is no flow in the flowmeter, all points along the flow tube will oscillate in the same phase due to the applied driving force. As matter begins to flow, Coriolis will have a different phase of each cor., Due to accelerations of the Coriolis along the vibrating flow tube. The point on the inlet side of the flow tube is delayed relative to the drive, and the point on the outlet side of the flow tube rushes relative to the drive. The flow tube is provided with sensing elements which generate sinusoidal signals corresponding to the flow tube movement. The phase difference between two signals is proportional to the mass flow rate of the material flowing in the flow tube.

A mérést bonyolítja az a tényező, hogy a technológiákban szokásos, tipikus közegek sűrűsége változik. A sűrűségváltozások a természetes rezgésmódok frekvenciáinak változását idézik elő. Minthogy az áramlásmérő szabályozó rendszere fenntartja a rezonanciát, ezért a rezgési frekvencia a sűrűségváltozásokra reagálva változik. Ebben a helyzetben a tömegáramlási sebesség arányos a fáziskülönbség és a rezgési frekvencia arányával.The measurement is complicated by the fact that the density of typical media that is common in technology varies. Density changes cause the frequencies of the natural modes of vibration to change. Because the flow meter's control system maintains resonance, the vibration frequency changes in response to changes in density. In this situation, the mass flow rate is proportional to the ratio of phase difference to vibration frequency.

Smith fentebb említett Re. 31,450 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalma olyan Coriolis-áramlásmérőt ismertet, amelyben nincs szükség mind a fáziskülönbség, mind az oszcillálási frekvencia mérésére. A fáziskülönbséget az áramlásmérő két szinuszos jelének szintkereszteződései közötti időkésleltetés mérése útján határozzák meg. Ha ezt a módszert használják, akkor az oszcillálási frekvencia változásai kioltódnak, és a tömegáramlási sebesség arányos a mért időkésleltetéssel. Ezt a mérési módszert a továbbiakban időkésleltetési vagy át mérésnek nevezzük.Smith above Re. U.S. Patent No. 31,450 discloses a Coriolis flowmeter that does not require measurement of both phase difference and oscillation frequency. The phase difference is determined by measuring the time delay between the level crossings of the two sine signals of the flowmeter. If this method is used, changes in the oscillation frequency are canceled and the mass flow rate is proportional to the measured time delay. This measurement method is hereinafter referred to as time delay or re-measurement.

Minthogy két érzékelő kimenőjele közötti fáziskülönbség arányos az áramlási csövön (csöveken) át áramló anyag tömegáramlási sebességével, ezért istenként elérhető egy pont, ahol a fáziskülönbség a tömegáramlási sebesség csökkenésekor a műszerezés érzékenységi korlátái és zajmegfontolások miatt nem merhető. Ha kis nyomáson kis sűrűségű anyag, így gáz tömegáramlási sebességét kell mérni, akkor rendkívül nagy fázismérési érzékenység szükséges ahhoz, hogy az áramlásmérő kimenőjelei által reprezentált, megfelelően kis fáziskülönbséget észlelni lehessen. Sok szokványos Coriolis-áramlásmérőnek nincs adekvát fázismérési érzékenysége kis nyomású vagy kis áramlási sebességű gázáramlás méréséhez.Since the phase difference between the output signals of two sensors is proportional to the mass flow rate of the material flowing through the flow tube (s), a point is reached in God where the phase difference as mass flow rate decreases due to instrumentation sensitivity and noise considerations. If the mass flow rate of a low density material, such as a gas, is to be measured at low pressure, extremely high phase measurement sensitivity is required to detect a sufficiently small phase difference represented by the flow meter output signals. Many standard Coriolis flowmeters do not have adequate phase measurement sensitivity for measuring low pressure or low flow gas flow.

Találmányunk célja megnövelt érzékenységű áramlásmérő, amely egy anyag, így gáz tömegáramlási sebességét kis áramlási sebesség és kis nyomás esetén méri, valamint eljárás az ilyen áramlásmérő működtetésére.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a flowmeter of increased sensitivity, which measures the mass flow rate of a material such as gas at low flow rates and low pressures, and a method for operating such a flowmeter.

Ezt a feladatot az anyag áramlási sebességére érzékenyebb Coriolis-áramlásmérő tekintetében találmány értelmében úgy oldjuk meg, hogy az érzékelőelemek az érzékenység növelése végett szabályozható módon az áramlási csövek egy csomópontjához szorosan közel vannak elhelyezve.According to the present invention, this object with respect to the Coriolis flowmeter, which is more sensitive to the flow rate of the material, is achieved by adjusting the sensing elements in close proximity to a node of the flow tubes.

Részletesebben: a Coriolis-áramlásmérőben - amely tartalmaz áramlási csöveket, amelyekben technológiai anyag áramlik; meghajtóegységet, ami az áramlási csöveket vibráltatja, hogy azokon legalább egy csomópont létrejöjjön; érzékelőegységet, amely az áramlási csövek vibráltatására és az áramlási csövekben áramló technológiai anyagra reagálva kimenőjeleket állít elő, és ezek a kimenőjelek megfelelnek a rezgő áramlási cső azon mozgásának, amelyet az áramlási csövekben áramló technoló& · giar anyag által előidézett Coriolis-erők hoznak létre; az áramlásmérő tartalmaz továbbá jelfeldolgozó egyseget, amely az érzékelőegység által előállított kimenőjelekre reagálva információt állít elő az áramlásmérőn átfolyó technológiai anyagról - a találmány értelmében az érzékelőegység tartalmaz legalább egy érzékelőt, amely az áramlási csőhöz egy csomóponttól előre meghatározott távolságban van rögzítve, ami maximálja az érzékelő kimenőjelei közötti fáziskülönbséget, és olyan jelamplitudót hoz létre, amely lehetővé teszi, hogy az érzékelő kimenőjeleinek előre meghatározott jel/zaj aránya legyen.More specifically: the Coriolis Flowmeter - which contains flow tubes in which process material flows; a drive unit that vibrates the flow tubes to form at least one node; a sensing unit that generates output signals in response to the vibration of the flow tubes and to the technological material flowing in the flow tubes, and these output signals correspond to the motion of the vibrating flow tube generated by the Coriolis forces generated by the flow material in the flow tubes; the flowmeter further comprising a signal processing unit responsive to the output signals generated by the sensor unit for generating information about the technological material flowing through the flowmeter - according to the invention, the sensor unit comprises at least one sensor fixed to the flow tube at a predetermined distance; phase difference and provides a signal amplitude that allows the sensor output signals to have a predetermined signal-to-noise ratio.

Csomópontok lehetnek mind bizonyos statikus csomópontok, mind bizonyos rezgési csomópontok (a továbbiakban aktív csomópontok) . A csomópont egy nulla oszcillálási amplitúdójú pont egy oszcilláló áramlási cső mentén. Statikus csomópont az egy áramlási cső merevítőelemén vagy az áramlási cső más immobilizálási végpontján lévő csomópont, ahol az áramlási cső oszcillálása mechanikailag gátolva van egy nulla oszcillálási amplitúdójú pont létrehozása végett. Aktív csomópont az oszcilláló áramlási cső mentén a statikus csomóponti helyeken kívül bárhol szabadon előforduló csomópont vagy csomópontok. Az aktív csomópont(ok) helyét az oszcillálási frekvencián a meghajtó helye és az áramlási cső eredő oszcillálása határozza meg egy olyan időpontban, amelyben a csőben nem áramlik anyag.Nodes can be both certain static nodes and certain vibration nodes (hereinafter referred to as active nodes). The node is a point with zero oscillation amplitude along an oscillating flow tube. A static node is the node on the stiffening element of a flow tube or at another immobilization end point of the flow tube, wherein oscillation of the flow tube is mechanically inhibited to create a point with zero oscillation amplitude. An active node is a freely occurring node or nodes anywhere along the oscillating flow pipe outside the static node locations. The location of the active node (s) at the oscillation frequency is determined by the location of the drive and the resulting oscillation of the flow tube at a time when no material is flowing through the tube.

A feladatot az áramlási csövet tartalmazó Coriolisáramlásmérő működtetésére szolgáló eljárás tekintetében a találmány értelmében úgy oldjuk meg, hogy annak lépései a következők:In accordance with the present invention, the object of the method of operating a Coriolis flowmeter comprising a flow tube is as follows:

az áramlási csövet vibráltatjuk, és így létrehozzuk az áramlási cső legalább egy csomópontját;vibrating the flow tube to form at least one node of the flow tube;

az áramlási csőhöz egy pár érzékeiőelemet rögzítünk a legalább egy csomóponttól olyan előre meghatározott távolságban, amely maximál egy, a két érzékelőelem kimenőjelei közötti fáziskülönbséget, és előállít egy olyan jelamplitudót, amely lehetővé teszi, hogy az érzékelőelem kimenőjelének előre meghatározott jel/zaj aránya legyen;attaching a pair of sensor elements to the flow pipe at a predetermined distance from the at least one node that maximizes a phase difference between the output signals of the two sensor elements and generates a signal amplitude that allows the sensor element output signal to have a predetermined signal / noise ratio;

a két érzékelőelemnek az áramlási cső rezgésére reagálva előállított kimenőjeleit vesszük, és előállítunk egy jelet, amely megfelel a rezgő áramlási cső azon mozgásának, amelyet az áramlási csőben áramló anyag által létesített Coriolis-erők idéznek elő;receiving the output signals of the two sensing elements in response to the vibration of the flow tube and generating a signal corresponding to the motion of the vibratory flow tube caused by the Coriolis forces created by the material flowing in the flow tube;

az érzékelőelemek által előállított kimenőjelekre reagálva jelfeldolgozó egységet működtetünk, amely az áramlási csőben áramló anyagra vonatkozó információt állít elő.responding to the output signals generated by the sensing elements by operating a signal processing unit that generates information about the material flowing in the flow tube.

A találmány egy vezetékben áramló anyag tömegáramlási sebességének mérésére szolgáló, tökéletesített eljárást és berendezést ad meg. Az ismertetett berendezés és eljárás megnövelt érzékenységet biztosít, úgyhogy kis sűrűségű közegek, így kis nyomású gázok tömegáramlási sebessége mérhető. Működéskor a találmány szerinti áramlási csövet oszcilláltatjuk, és egy vagy több csomóponthoz szabályozhatóan szorosan közel elhelyezett két érzékelőelem kimenőjeleiből időkülönbség (Át) mérési eredményt állítunk elő. A mérés megnövelt érzékenysége azáltal valósul meg, hogy a két érzékelőelem egy az áramlási cső mentén lévő csomóponthoz a gyakorlatban lehetséges legközelebbi helyen van elhelyezve.The present invention provides an improved method and apparatus for measuring the mass flow rate of a material flowing in a conduit. The described apparatus and method provides increased sensitivity so that the mass flow rate of low density media such as low pressure gases can be measured. In operation, the flow tube of the present invention is oscillated and a time difference (Re) measurement result is obtained from the output signals of two sensor elements, which are controllably located close to one or more nodes. The increased sensitivity of the measurement is achieved by placing the two sensor elements as close as practically possible to a node along the flow pipe.

A találmány szerinti áramlásmérőhöz egy vagy több meghajtót alkalmazunk, amelyek egy áramlási csövet (vagy két, párhuzamos áramlási csövet) olyan frekvencián oszcilláltatnak, amely létrehozza a kívánt aktív csomópontokat. Ezek a meghajtók az áramlási csővel egy maximumhelyen (legnagyobb rezgés helyén) vagy bármilyen más helyen érintkeznek, kivéve az áramlási cső (csövek) oszcillálási sajátfrekvenciájának csomópontját.The flowmeter of the present invention uses one or more drivers which oscillate a flow tube (or two parallel flow tubes) at a frequency that produces the desired active nodes. These drives contact the flow tube at a maximum location (at the location of highest vibration) or at any other location except the node oscillating eigenfrequency of the flow tube (s).

A találmánynak két példaképpeni kiviteli alakját ismertetjük. Ezekben két párhuzamos módosított LJ-alakú áramlási csövet használunk, amelyeknek van két, lényegében egyenes felső szakasza. A felső szakasz két lefelé és befelé ferde csőágat (csőlábat) köt össze. Az egyik kiviteli alakban az áramlási csöveket úgy oszcilláltatjuk, hogy egyetlen aktív csomópont jöjjön létre, amely az áramlási csövek csőágait összekötő felső szakasz középpontjában lehet. Az aktív csomóponthoz szorosan közel, ennek ellentett oldalain két érzékelőelem van elhelyezve, amely érzékelik az áramlási csövek mozgását.Two exemplary embodiments of the invention are described. They use two parallel modified LJ-shaped flow tubes having two substantially straight upper sections. The upper section connects two downwardly and inwardly sloping tube legs. In one embodiment, the flow pipes are oscillated to form a single active node which may be at the center of the upper section connecting the pipe branches of the flow pipes. Close to the active node, on the opposite sides, there are two sensing elements which detect the movement of the flow pipes.

Más kiviteli alakokban az áramlási csöveket nagyobb frekvenciákon oszcilláltat juk (mint az első kiviteli alakban), hogy több aktív csomópont keletkezzen. Ezekben az alternatív kiviteli alakokban két észlelő érzékelőelem helyezhető el a csövek ellentett oldalain. Az egyik érzékelőelem a csövek egyik csőágán egy aktív csomópont felett van elhelyezve, a másik érzékelőelem a csövek másik csőágán egy megfelelő aktív csomópont alatt van elhelyezve. Az érzékelőelemeknek az áramlási csövek * i - 8 ellentett csőágain való elhelyezése lehetővé teszi, hogy az érzékelőelemeket a megfelelő aktív csomóponthoz a lehető legközelebb helyezzük el úgy, hogy ezt az érzékelőelemek fizikai mérete nem korlátozza.In other embodiments, the flow tubes are oscillated at higher frequencies (as in the first embodiment) to form more active nodes. In these alternative embodiments, two sensing sensing elements may be located on opposite sides of the tubes. One sensor member is located on one tube branch of the tubes above an active node and the other sensor member is located on the other tube branch of the tubes below a corresponding active node. Placing the sensor elements on the opposite pipe branches of the flow pipes * i - 8 allows the sensor elements to be positioned as close as possible to the corresponding active node without being restricted by the physical size of the sensor elements.

Az észlelő érzékelőelemek minden oszcillálási módban szabályozhatóan egy aktív vagy statikus csomóponthoz kellő közelségben vannak elhelyezve, hogy az érzékelő elektronika által előállított jel jel/zaj aránya maximális legyen.In each oscillation mode, the sensing sensing elements are controllably positioned close to an active or static node to maximize the signal-to-noise ratio produced by the sensing electronics.

A találmány szerinti áramlásmérő használható mind lényegében egyenes vagy görbe csövekkel, mind más alakú csövekkel.The flowmeter of the present invention can be used with either substantially straight or curved tubes or other shaped tubes.

Találmányunkat és a találmány fenti és más előnyeit, valamint jellemzőit annak példaképpeni kiviteli alakjai kapcsán ismertetjük részletesebben ábráink segítségével, amelyek közül azThe invention and the above and other advantages and features of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which:

1. ábra egy ismert Coriolis-áramlásmérő, aFigure 1 is a known Coriolis flowmeter, a

2. ábra az érzékelőelemek kimenőjelének amplitúdója, fázisa és az áramlási csövön egy aktív csomóponthoz képest elfoglalt helye és a hozzárendelt műszerezés zaj szintje közötti öszszefüggés grafikus ábrázolása, aFigure 2 is a graphical representation of the relationship between the amplitude, phase, and position of the output of the sensor elements in the flow tube relative to an active node and the associated instrumentation noise level;

3. ábra a találmány szerinti áramlásmérő példaképpeni kiviteli alakja, amelyben módosított U-alakú áramlási cső elrendezést alkalmaztunk, aFig. 3 is an exemplary embodiment of the flow meter of the present invention employing a modified U-shaped flow tube arrangement,

4. ábra az észlelő érzékelőelemek és a meghajtók helyzete hajlítási módban, azFig. 4 shows the position of the sensing elements and the drives in bending mode, i

5. ábra az észlelő érzékelőelemek és a meghajtók helyzete csavarási módban, aFigure 5 shows the position of the sensing sensors and the drives in twist mode, a

6. ábra az érzékelőelem és a meghajtó helyzete hajlítási módban, aFig. 6 Position of sensor element and drive in bending mode, a

X » 9 9 9 9 *X »9 9 9 9 *

9 9 ·· · ·· ·· • · · · ♦9 9 ·· · ·· ·· • · · · ♦

7. ábra a: erzékeiőeiem és a meghaló különböző helyzetei eltolt fázisú első csavarási módban, aFigure 7 a: Different positions of the sensing element and the die in offset phase first twist mode,

8. ábra az érzékelőelem és a meghajtó különböző helyzetei eltolt fázisú második csavarási módban, aFigure 8 shows different positions of the sensor element and the drive in offset phase second twisting mode, a

9. ábra a találmány egy másik kiviteli alakja, amelyben egyenes áramlási csövet alkalmazunk, aFigure 9 is a further embodiment of the invention in which a straight flow tube is used, a

10. ábra a 9. ábra szerinti áramlási cső különböző részeinek elmozdulása.Fig. 10 is a displacement of different portions of the flow pipe of Fig. 9.

Először a technika állása szerinti Coriolis-áramlásmérőt ismertetjük. Ez a 10 Coriolis-áramlásmérő egység és a 20 mérőelektronika az 1. ábrán látható. A 20 mérőelektronikát a 100 vezetékek kötik össze a 10 Coriolis-áramlásmérő egységgel, hogy sűrűség, tömegáramlási sebesség, térfogatáramlási sebesség és összegezett tömegáram információ jusson a 26 útra.First, the prior art Coriolis flowmeter is described. This Coriolis flow measurement unit 10 and the measuring electronics 20 are shown in FIG. The measuring electronics 20 are connected by the wires 100 to the Coriolis flow measuring unit 10 to provide density, mass flow rate, volume flow rate, and totalized mass flow information for the path 26.

A 10 Coriolis-áramlásmérő egység tartalmaz két, 110 és 110' elosztócsövet, 150 és 150' csőelemet, két párhuzamos, 130 és 130' áramlási csövet, 180 meghajtószerkezetet és két, 170L és 170R sebességérzékelőt. A 130 és 130' áramlási csőnek van két lényegében egyenes 131 és 131' beömlőága és 134 és 134' kiömlőága, amelyek a 120 és 120' elosztócsőnél egymáshoz konvergálnak. A 140 és 140' merevítőelem definiálja a W és W' mértani tengelyt, amely körül mindegyik áramlási cső oszcillál.The Coriolis flow measurement unit 10 includes two distribution tubes 110 and 110 ', 150 and 150' tube members, two parallel flow 130 and 130 'flow tubes, 180 actuators and two 170L and 170R speed sensors. Flow pipes 130 and 130 'have two substantially straight inlets 131 and 131' and outlets 134 and 134 'which converge on the manifold 120 and 120'. The stiffeners 140 and 140 'define a geometric axis W and W' around which each flow tube oscillates.

A 130 és 130' áramlási cső oldalágai, vagyis a 131 beömlőág és a 134 kiömlőág rögzítetten a 120 és 120' elosztócsőhöz kapcsolódik, ezek pedig rögzítetten a 150 és 150' csőelemhez kapcsolódnak.The side branches of the flow tube 130 and 130 ', i.e. the inlet 131 and the outlet 134, are fixedly connected to the manifold 120 and 120' and are fixedly attached to the tube member 150 and 150 '.

• · ’ - 10 Ha a 102 lyuxakat tartalmazó 103 karimával ellátott 10 Corioiis-áramlásmérő egységet 101 beömlővégévei és 101' · kiömlővégével (?) a mérendő technológiai anyagot továbbító, nem ábrázolt áramlási csőrendszerhez kötik, akkor a technológiai anyag a mérőműszerbe a beömlő 110 elosztócső 104 beömlővégének 103 karimájában lévő 101 beömlcnyíláson át belép, és egy fokozatosan változó keresztmetszetű csatornán át a 120 elosztócsövekhez jut, amelyeknek van egy 121 felülete. Ott az anyagot a 131 és 131' beömlőágak, 130 és 130' áramlási csövek, valamint 134 és 134' kiömlőágak elosztják és irányítják. A 134 és 134' kiömlőágból kilépő technológiai anyag a 150' csőelemekben újra egyetlen áramba egyesül, majd a kiömlő 110' elosztócsőhöz irányul. A 110' elosztócsövön belül az anyag a beömlő 110 elosztócső csatornájához hasonló, fokozatosan változó keresztmetszetű csatornán át a 104' kiömlővégben lévő 101' szájnyíláshoz áramlik. A 104' beömlővéget a 102' lyukakat tartalmazó 103' karima egy nem ábrázolt vezetékrendszerhez köti.When the Corioisis flow meter unit 10 with flanges 102 is connected to an inlet end 101 and an outlet end 101 '· (10) to transfer the process media to be measured, the process material is connected to the meter via the inlet manifold 110. It enters through an inlet opening 101 in the flange 103 of its inlet end 104 and passes through a channel of progressively variable cross-sections to the distribution pipes 120 having a surface 121. There, the material is distributed and directed by inlets 131 and 131 ', flow pipes 130 and 130', and outlets 134 and 134 '. The process material exiting from outlet 134 and 134 'is recombined into tube current 150' and directed to outlet 110 '. Within the manifold 110 ', the material flows through a gradually changing cross-sectional channel similar to the inlet manifold 110 to the mouthpiece 101' at the outlet end 104 '. The flange 103 'which connects the inlet end 104' with the holes 102 'is connected to a conduit system not shown.

A 130 és 130' áramlási cső úgy van kiválasztva és kellőképpen a 120 és 120' elosztócsőhöz szerelve, hogy a W-W, illetőleg W'-W’ hajlítási tengelyre vett tömegeloszlásuk, tehetetlenségi nyomatékük és rugalmassági modulusuk lényegében azonos legyen. Ezek a hajlítási tengelyek statikus csomópontok, és az áramlási cső 140 és 140' merevítőelemei, illetőleg 120 és 120' elosztócsövei közelében vannak. Az áramlási csövek a szerelőblokkokból lényegében párhuzamosan nyúlnak ki, és hajlítási tengelyükre vett tömegeloszlásuk, tehetetlenségi nyomatékük és rugalmassági modulusuk lényegében azonos.The flow tubes 130 and 130 'are selected and mounted on the distribution tube 120 and 120' so that their mass distribution, inertia and modulus of elasticity on the bending axes W-W and W'-W 'are substantially the same. These bending shafts are located near static nodes and close to the stiffeners 140 and 140 'or the manifolds 120 and 120' of the flow pipe. The flow tubes extend from the assembly blocks substantially parallel and have substantially the same mass distribution, inertia and elastic modulus over their bending axis.

A két, 130 és 130' áramlási csövet W, illetőleg W hajlítási tengelye körül a 130 méghajtcszerkezet hajtja az áramlásmérő úgynevezett fázissal eltolt első sajátfrekvenciáján. Ezt a rezgésmódot eltolt fázisú hajlítási módnak is nevezik. A két, 130 és 130' áramlási cső eltolt fázisban rezeg úgy, mint egy hangolóvilla ágai. A 180 meghajtószerkezetet képezheti bármilyen ismert elrendezés, így a 130' áramlási csőre szerelt mágnes és a 130 áramlási csőre szemben szerelt tekercs, amelyben váltakozó áram folyik a két cső vibráltatása végett. A 20 mérőelektronika a 185 vezetéken alkalmas hajtójelet ad a 180 méghaj tószerkezetre.The two flow tubes 130 and 130 'are driven by a still drive structure 130 about their bending axis W and W respectively at the first eigenfrequency offset by the so-called phase meter. This mode of vibration is also called offset phase bending. The two flow tubes 130 and 130 'oscillate in offset phase like the branches of a tuning fork. The actuator 180 may comprise any known arrangement, such as a magnet mounted on the flow tube 130 'and a coil mounted on the flow tube 130 in which alternating current flows to vibrate the two tubes. The measuring electronics 20 on the wire 185 provide a suitable driving signal to the still structure 180.

A 180 meghajtószerkezet és az általa létrehozott Corioliserők előidézik a 130 és 130' áramlási csövek periodikus oszcillálását a W és W' tengely körül. A 130 és 130' áramlási cső oszcillálási periódusának első fele alatt a szomszédos, 131 és 131' beömlőág közelebb kerül egymáshoz, mint a 134 és 134' kiömlőág, és elérik elmozdulásuk végpontját, ahol a sebességük átmegy a nullán, még mielőtt a másik két ágé átmenne a nullán.The actuator 180 and the Coriolis forces generated by it cause periodic oscillations of the flow tubes 130 and 130 'around the axes W and W'. During the first half of the oscillation period of the flow tube 130 and 130 ', adjacent inlets 131 and 131' are closer to each other than outlet 134 and 134 'and reach the end of their displacement, where their velocity passes to zero before the other two branches. would pass through zero.

A Coriolis-oszcillálási periódus második felében a 130 és 130' áramlási csövek fordított relatív mozgása következik be, vagyis a szomszédos 134 és 134' kiömlőág közelebb kerül egymáshoz, mint a 131 és 131' beömlőág, és ezért a 134 és 134' kiömlőág eléri elmozdulása végpontját, ahol a sebességük átmegy a nullán, még mielőtt a másik két ágé átmenne a nullán. Ezt az időközt a továbbiakban egy adott frekvenciához tartozó fáziskülönbségnek, vagy időkülönbségnek, vagy egyszerűen Át értéknek nevezzük, és ez az időköz, ami az egyik időpont (amelyben • · · · · · ··« ··· ··* ·· az egyik pár szomszédos csőág eléri elmozdulásának végpontján) és a másik időpont (amelyben a másik, vagyis egymástól távolodásra késztetett pár csőág eléri elmozdulásának végpontját) között eltelik, lényegében arányos a mérőműszeren átmenő anyag tömegáramával.In the second half of the Coriolis oscillation period, the reverse relative movement of the flow tubes 130 and 130 'occurs, i.e., the adjacent outlet 134 and 134' are closer to each other than the inlet 131 and 131 ', and thus the outflow 134 and 134' where their speed passes through zero before the other two branches pass through zero. This interval is hereinafter referred to as a phase difference, or a time difference, or simply a value of Pt for a particular frequency, and is the interval that is one of the times (at which between the next pair of adjacent tubing reaches the endpoint of its displacement) and the other time (at which the other, i.e., a pair of displaced pair ends up reaching the endpoint of its displacement), is substantially proportional to the mass flow of material through the gauge.

A Át időköz mérése végett 170L és 170R sebességérzékelő van csatlakoztatva a 130 és 130' áramlási csövekhez, azok felső végének közelében. A 170L és 170R sebességérzékelő által előállított jelek megadják az áramlási csövek teljes elmozdulásának sebességprofilját. A jeleket a 20 mérőelektronika a számos ismert módszer bármelyikével fel tudja dolgozni, hogy a delta t. időközt, és a mérőműszeren átmenő anyag tömegáramát kiszámítsa.A speed sensor 170L and 170R are connected to the flow tubes 130 and 130 'near their upper end for measuring the time gap. The signals generated by the 170L and 170R speed sensors give the velocity profile of the total movement of the flow pipes. The signals can be processed by the measuring electronics 20 by any of several known methods to delta. and calculate the mass flow rate of the material passing through the meter.

A 170L és a 170R sebességérzékelő bal, illetőleg jobb sebességjelet ad a 165L vezetékre, illetőleg a 165R vezetékre. Az időkülönbség vagy Át megadja a bal és jobb érzékelő sebességjele közötti fáziskülönbséget. Vegyük észre azonban, hogy a 170L és 170R sebességérzékelő jelentős távolságban van a 140, illetőleg 140' merevítőelemtől·. Mint ezt később kifejtjük, ez a megnövelt távolság a statikus csomópontok és az érzékelők között csökkenti az anyagáramlás mérésének felbontását.The 170L and 170R speed sensors provide left and right speed signals for the 165L lead and 165R lead respectively. Time Difference or Transmit specifies the phase difference between the left and right sensor speeds. Note, however, that the speed sensors 170L and 170R are at a considerable distance from the stiffeners 140 and 140 ', respectively. As will be explained later, this increased distance between static nodes and sensors reduces the resolution of the material flow measurement.

A 20 mérőelektronika megkapja a 165L és 165R vezetéken fellépő bal, illetőleg jobb sebességjelet. A 20 mérőelektronika állítja elő a meghajtó jelet is, ami a 185 vezetéken lép fel, és a 180 meghajtószerkezetre jut. A 180 meghajtószerkezet vibráltatja a 130 és 130' áramlási csövet. A 20 mérőelektronika feldolgozza a vett bal és jobb sebességjelet, és kiszámítja aThe measuring electronics 20 receive the left and right speed signals on the 165L and 165R wires, respectively. The measuring electronics 20 also generate the drive signal which is applied to the wire 185 and transmitted to the drive unit 180. The actuator 180 vibrates the flow tubes 130 and 130 '. The measuring electronics 20 process the received left and right velocity signals and calculate the

1? Coriolis-áramlásmérő egységen átmenő anyag tömegáramlási se· oessegét, térfogatáramiási sebességét és sűrűségét.1? The mass flow rate, volume flow rate and density of the material passing through the Coriolis flow measurement unit.

Áttérve a 2. ábrára, ezen a 3. ábra szerinti 310 Coriolisaramlásmérő különböző paraméterei közötti összefüggés látható az S érzékelőelemek 130 és 130' áramlási csöveken elfoglalt helyzetének függvényében. A 2. ábrán látható paraméterek az zszoiiláltatott áramlási csövek fázisa és elmozdulásának amplitúdója az érzékelőelem különböző lehetséges helyzeteiben, a két érzékelőelem kimenőjelei között fennálló fáziseltolódás az érzékelőelemek különböző helyzeteiben és az érzékelőelemek kimenőjeleinek zajszintje. A 2. ábra alkalmazható mind a hajlítasz, mind a csavarási működési módra, és alkalmazható a ozriolis-áramlásmérők minden alakjára, beleértve az 1., 3. ésTurning to Fig. 2, the relationship between the various parameters of the Coriolis Flowmeter 310 of Fig. 3 is plotted as a function of the position of the sensing elements S in the flow tubes 130 and 130 '. The parameters shown in Fig. 2 are the phase and amplitude of displacement of the insulated flow pipes at different possible positions of the sensor element, the phase shift between the output signals of the two sensor elements at different positions of the sensor elements and the noise level of the sensor elements. Figure 2 applies to both the bend and torsion mode of operation and applies to all shapes of the ozriol flowmeters, including Figures 1, 3, and

1. ábra szerinti áramlásmérőt, de nincs ezekre korlátozva.1, but not limited thereto.

A kimenőjel amplitúdója kifejezés a 3. ábra szerinti SL es SR észlelő érzékelőelem jelkimenetének amplitúdóját jelenti. A kimenőjel amplitúdója arányos az áramlási csövek középhelyzetből való elmozdulásával. Az y-tengelyen tg 0-t vettük fel, ahol tg 0 a két érzékelőelem kimenőjele közötti fáziseltolódás. Az x-tengelyen egy egyetlen AN aktív csomópont és azon különböző helyek közötti távolság szerepel, amelyeken az érzékeiőelemeket szabályozhatóen el lehet helyezni a 2. ábra közepén levő függőleges vonallal ábrázolt AN aktív csomópont valamelyik oldalán. A BL bal függőleges vonal a bal merevítőelem helyét jelöli, ugyanúgy mint a 3. ábrán a BL bal függőleges vonal. A szélső BR jobb függőleges vonal a 3. ábra szerinti BR jobb függőleges vonal helyzete az AN aktív csomóponthoz képest. Az AN • · • ·The amplitude of the output signal refers to the amplitude of the signal output of the SL and SR detector element of FIG. The amplitude of the output signal is proportional to the displacement of the flow tubes from the center position. On the y-axis, tg 0 is recorded, where tg 0 is the phase shift between the output of the two sensor elements. The x-axis shows the distance between a single active node AN and the various locations at which the sensor elements can be adjustably disposed on one side of the active node AN shown in the vertical line in the center of FIG. The left vertical BL line indicates the location of the left brace, as in Figure 3, the left vertical BL line. The right vertical line BR is the position of the right vertical line BR in Fig. 3 relative to the active node AN. AN • · • ·

- 14 aktív csomóponttól balra és jobbra lévő DL és DR függőleges vonal a 3. ábrán a DL és DR meghalj tószerkezet helyzetét jelölt.DL and DR vertical lines to the left and to the right of 14 active nodes in Figure 3 indicate the position of the DL and DR dies.

A 201 görbe azt a fázist ábrázolja, amely akkor érhető el, ha az SL bal érzékelőelem a bal oldalon lévő BL merevítőelemtói a jobb oldalon lévő AN aktív csomópontig terjedő lehetséges helyzetei között mozog. Látható, hogy ezen érzékelőelem kimenőjele fáziseltolódásának amplitúdója a BL függőleges vonal közelében mérsékelt, innen csökken, és tovább csökken a 206 függőleges vonalnál. Csökkentett jelszinten marad a 207 függőleges vonal körüli területig. Innen jobbra haladva a fáziseltolódás jelentősen növekszik, ahogyan az érzékelőelem helyzete közeledik az AN aktív csomóponthoz. A DR jobb érzékelőelem fáziseltolódása negatív, ahogyan ez a 2. ábra alsó jobb negyedében látható, és mérsékelt szintről változik a BR függőleges vonal helyzetének közelében. Innen csökken, és tovább csökken a 214 és 213 függőleges vonallal ábrázolt területen. Jelentősen csökken negatív irányban, amikor az érzékelőelem helyzete közeledik az AN aktív csomóponthoz.Curve 201 illustrates the phase that can be reached when the left sensor element SL moves between possible positions from the stiffener BL on the left to the active node AN on the right. It can be seen that the amplitude of the phase shift of the output signal of this sensor element near the BL vertical line is moderately reduced and further decreased at the vertical line 206. It remains at a reduced signal level up to the area around the 207 vertical line. From here, the phase shift increases significantly as the position of the sensor element approaches the active node AN. The phase shift of the right sensor element DR is negative, as shown in the lower right quarter of Figure 2, and varies from a moderate level near the position of the vertical line BR. From there, it decreases and further decreases in the area shown by the vertical lines 214 and 213. Significantly decreases in the negative direction when the position of the sensor element approaches the active node AN.

Az áramlási csövek különböző elmozdulásait a 203 görbe ábrázolja. A 203 görbe megadja az érzékelőelemek kimenőjeleinek viszonylagos amplitúdóját is a 203 görbe minden helyére. Látható, hogy a 203 görbénél az érzékelőelemek kimenőjelei a zajalapszint alatt vannak mind a jobb merevítőelem BR függőleges vonalának, és a bal merevítőelem BL függőleges vonalának közelében, mind az AN aktív csomópont szomszédságában, amit a 209 és 211 függőleges vonal közötti helyek ábrázolnak. Az áramlási csőnek a 206 és 207 függőleges vonal közötti helyei nem• · ·· · • - 15 optimum helyek a: SL bal érzékeioelem elhelyezése számára, mivel az elérhető fáziseltolódás viszonylag kicsi. Ugyanezek a feltételek állnak fenn az SR jobb érzékelőelem számára a 213 és 214 függőleges vonal közötti helyeken. A 207 és 209 függőleges vonal közötti helyeken vannak optimális feltételek az SL bal érzékelőelem elhelyezése számára, mivel a kimenőjel amplitúdója és a fáziseltolódás viszonylag nagy az SL bal érzékelőelem kimenőjelénél. Hasonlóképpen, az SR jobb érzékelőelem számára a 211 és 213 függőleges vonal közötti helyeken vannak optimális feltételek, mivel az érzékelőelemről kapható jelamplitudó és fáziseltolódás viszonylag nagy.The various displacements of the flow tubes are plotted in curve 203. Curve 203 also provides the relative amplitude of the output signals from the sensor elements to each location on curve 203. It can be seen that at curve 203 the output signals of the sensing elements are below the noise plate level both near the vertical line BR of the right brace and the BL line of the left brace and near the active node AN represented by the positions between the vertical lines 209 and 211. The locations of the flow tube between the vertical lines 206 and 207 are not optimum locations for the placement of the left sensing element SL because the achievable phase shift is relatively small. The same conditions apply for the right sensor element SR at positions between vertical lines 213 and 214. Between the vertical lines 207 and 209 there are optimum conditions for positioning the SL left sensor element, since the amplitude of the output signal and phase shift are relatively large at the output signal of the left SL sensor element. Likewise, optimum conditions are provided for the right sensor element SR between the vertical lines 211 and 213 because the signal amplitude and phase shift available from the sensor element are relatively large.

A találmány értelmében az SL bal érzékelőelem szabályozhatóan van elhelyezve az áramlási csőnek a 207 és 209 függőleges vonal közötti helyein, hogy elkerüljük a zaj szint problémákat, és kellő amplitúdójú és fáziseltolódású kimenőjelet kapjunk. Hasonlóképpen, az SR jobb érzékelőelem szabályozhatóan van elhelyezve az áramlási csőnek a 211 és 213 függőleges vonal közötti helyein, hogy elkerüljük a zajszint problémákat, és kellő amplitúdójú és fáziseltolódású kimenőjelet kapjunk.In accordance with the present invention, the left sensor element SL is adjustably disposed in the locations of the flow pipe between the vertical lines 207 and 209 to avoid noise level problems and to obtain an output of sufficient amplitude and phase shift. Likewise, the right sensor element SR is adjustably disposed at locations in the flow tube between the vertical lines 211 and 213 to avoid noise level problems and to obtain an output of sufficient amplitude and phase shift.

A találmány értelmében az alkalmazott áramlási cső típusától függetlenül érvényes az az elv, hogy az S érzékelőelemeket egy N csomóponthoz a gyakorlatban lehetséges legközelebbi helyen helyezzük el, tekintet nélkül arra, hogy AN aktív csomópontról és/vagy SN statikus csomópontról (vagy csomópontokról) van szó. Az S érzékelőelemek rá is ülhetnek egy olyan AN aktív csomópontra, amely nem egy merevítőelemen vagy más tartóponton lévő csomópont, vagy elhelyezhetők egy AN aktív csomó• - 16 ponthoz a gyakorlatban lehetséges legközelebbi helyen, amely egy B merevítőelemen van elhelyezve. Az S érzékelőelemek két AN aktív csomópontra is ráülhetnek, amint ezt később, az 5. ábra kapcsán leírjuk. Minél közelebb vannak elhelyezve az érzékelőelemek egy N csomóponthoz, annál nagyobb lesz Át értéke, és következőleg annál nagyobb lesz a tömegáramlás mérésének érzékenysége. A kimenőjel amplitúdója áramlási cső esetén azonban fordítva arányos Át értékével. A találmány érteimében az S érzékelőelemeket szabályozhatóan a lehető legközelebb helyezzük el egy N csomóponthoz (csomópontokhoz), de elegendő távolságban az N csomóponttól (csomópontoktól), hogy a kimenőjel olyan amplitúdóját hozzuk létre, amelynek használható jel/zaj aránya van.Regardless of the type of flow pipe used in the present invention, the principle is that the sensing elements S are located as close as practically possible to an N node, regardless of whether it is an active node AN and / or a static node (or nodes) SN. The sensing elements S may also be seated on an active node AN which is not a node on a brace or other support or may be located as close as practically possible to an active node AN - 16 located on a bracing member B. The sensing elements S can also sit on two active nodes AN, as will be described later with reference to FIG. The closer the sensor elements are placed to an N node, the greater the value of Ap and consequently the greater the sensitivity of measuring the mass flow. However, the amplitude of the output signal in the flow tube is inversely proportional to the value of Per. According to the invention, the sensing elements S are controllably placed as close as possible to a N node (s) but at a sufficient distance from the N node (s) to produce an amplitude of the output signal having a usable signal-to-noise ratio.

A 3. ábrán a találmány szerinti 310 Coriolis-áramlásmérő oyan példaképpen! kiviteli alakja látható, amelyben módosítottFigure 3 shows an exemplary Coriolis flowmeter 310 according to the invention. is shown in which it is modified

U-alakú áramlási csöves elrendezést alkalmazunk. A módosítottA U-shaped flow tube arrangement is used. The modified

U-alakú áramlási cső kifejezésen olyan áramlási csöveket értünk, amelyek lényegében D-alakúak, vagy lényegében egyenes szakaszokból állnak, vagy lényegében nem-egyenes vagy görbe szakaszokból állnak. A 3. ábra szerinti kiviteli alak felépítése és működése lényegében azonos az 1. ábra szerintivel, kivéve a DL és DR meghajtószerkezet és az észlelő SL és SR érzékelőelem helyét. Bár a DL és DR meghajtószerkezet a 130 és 130’ áramlási csövön az 1. ábra szerinti készülékhez képest különböző helyen van, a jelen kiviteli alak leírása elsődlegesen a 130 és 130' áramlási cső felső szakaszának középpontjában található, egy aktív csomóponthoz szorosan közel elhelyezett érzékelő17 elemek különböző elrendezéseivel foglalkozik. Nagyon hangsúlyozzuk, hogy a leírt kiviteli alak csak magyarázat céljára szolgál, és nem korlátozza a találmány oltalmazni kívánt alapgondolatának terjedelmét. A találmány terjedelmén belül más kiviteli alakok is lehetségesek.U-shaped flow tube refers to flow tubes that are essentially D-shaped, or consist of substantially straight sections, or substantially non-linear or curved sections. The construction and operation of the embodiment of Figure 3 is substantially the same as that of Figure 1, except for the locations of the DL and DR drive assembly and the sensing SL and SR sensing elements. Although the drive means DL and DR are at different positions on the flow pipe 130 and 130 'relative to the device of Figure 1, the description of the present embodiment is primarily located at the center of the upper section of the flow pipe 130 and 130' close to an active node. deals with different layouts. It is to be emphasized that the embodiment described is for explanatory purposes only and is not intended to limit the scope of the basic idea of the invention. Other embodiments are possible within the scope of the invention.

A 3. ábra szerinti áramlásmérő eltolt fázisú csavarási módban működik, és így olyan AN aktív csomópontot hoz létre, amely az NP mértani tengelynek és a 130 és 130' áramlási cső középpontja által meghatározott sík középpontjának a metszéspontjában van. A DL és DR meghajtószerkezet a 130 és 130' áramlási cső egyenes szakaszának ellentett végein van elhelyezve. Ezt az egyenes szakaszt a továbbiakban a 310 Corioiisáramlásmérő felső szakaszának nevezzük. A DR és DL meghajtószerkezetet a 322 és 324 meghajtójel eltolt fázissal működteti, hogy a 130 és 130' áramlási cső felső szakasza elcsavarodjon az NP mértani tengely körül. A 310 Corioiisáramlásmérő észlelő SL és SR érzékelőelemet tartalmaz, amelyek az AN aktív csomóponthoz szorosan közel vannak elhelyezve, hogy a Át jel értékét az áramlásmérő műszeregységének jel/zaj arány kényszerfeltételein belül maximálják. A 320 tömegáramlásmérő műszeregység hatékonyan ellátja ugyanazokat a funkciókat, mint az 1. ábra kapcsán leírt 20 mérőelektronika.The flowmeter of FIG. 3 operates in off-phase twist mode, thereby creating an active node AN at the intersection of the geometric axis of NP with the plane center defined by the center of the flow tube 130 and 130 '. The drive means DL and DR are located at opposite ends of the straight section of the flow pipe 130 and 130 '. This straight section is hereinafter referred to as the upper section of the Corioi flow meter 310. The DR and DL actuators are driven by the offset phase of the drive signals 322 and 324 so that the upper portion of the flow tube 130 and 130 'is twisted around the NP axis. The Corio flow sensor 310 includes sensing elements SL and SR, which are located in close proximity to the active node AN to maximize the value of the Invert signal within the constraints of the signal / noise ratio of the flow instrumentation unit. The mass flow instrumentation unit 320 efficiently performs the same functions as the measuring electronics 20 described in FIG.

Az ismertetett áramlásmérők szempontjából kétféle típusú rezgési működési módnak van jelentősége. Ezek a hajlítási és a csavarási mód. Az áramlási csöveket többféle módban, ezek között a hajlítási módban és különböző eltolt fázisú csavarási módokban lehet meghajtani. A hajlítási módot úgy valósít*·* ··· ’ - 13 meg, hogy a: áramlási csöveket a W es W' mértani tengely zzzüi viszonylag kis rezonáns frekvencián hajtjuk meg, ahogyan z az 1. ábra szerinti mérőműszernél látható. Ekkor a 140 és ''' merevítőelemnél statikus csomópontok keletkeznek. A 140 es ;41¹ merevítőelem ezenkívül forgáspontot is képez az áramlási vevek eltolt fázisú rezgései számára. Az eltolt fázisú csavacm: módokat úgy hozzuk létre, hogy az áramlási csöveket az olk.iukon csavaró módon, a hajlítási módban alkalmazott frekvenciánál általában nagyobb frekvenciával hajtjuk meg. Az áramlási nevek oszciliálása az egyik lehetséges tipikus csavarási mód! ,c; egyetlen AN aktív csomópontot létesít, ami az áramlási cső e ·.· gén (a középpontban) található. Ez a 3. ábrán látható.Two types of vibration modes of operation are relevant to the flowmeters described. These are the bending and twisting modes. Flow pipes can be driven in a variety of modes, including bending mode and various offset phase twisting modes. The bending mode is accomplished by * · * ··· '- 13 by driving the flow tubes at the relatively low resonant frequency of the z-axis Z and W' of the geometry axis as shown in Fig. 1. The static nodes 140 and '''will then form static nodes. In addition, the stiffener 140, 41 ^{1 provides a} pivot point for off-phase vibrations of the flow receivers. The offset phase screw mode is created by rotating the flow tubes at a frequency higher than the frequency used in the bend mode on the olcone. Oscillating the flow names is one possible typical twist! C; creates a single AN active node, which is located in the flow tube gene e ·. · (in the center). This is shown in Figure 3.

Az 1. ábra kapcsán leírt, ismert áramlásmérőben egy 180 ni·-ciha j tószerkezetet használnak a 130 és 130' áramlási cső felsőIn the known flowmeter described with reference to Figure 1, a 180 µm · dowel structure is used in the top of the flow pipe 130 and 130 ′.

'.•..H-.aszán, ami összeköti a 131, 131' beömlőágat és a 134, 134' c -i emlőágat. Ebben az elrendezésben az áramlási csövek egy elken fázisú első hajlítási módban vannak működtetve, ami statikus csomópontokat létesít a 140 és 140' merevítőelemnél. A hagyományos Coriolis-áramlásmérőknél az érzékelőelemeket úgy helyezik el, hogy a kimenőjel amplitúdója kellően nagy legyen.'..... .H-..., Which connects the inlet branch 131, 131' and the breast branch 134, 134 'c. In this arrangement, the flow tubes are operated in a smear phase first bending mode which creates static nodes at the stiffeners 140 and 140 '. In conventional Coriolis flowmeters, the sensor elements are positioned so that the amplitude of the output signal is sufficiently large.

Ezeknél az ismert Coriolis-áramlásmérőnél nem helyezték az érzékelőelemet a csomópont(ok) közelébe a kimenőjelek fáziskülönbségének maximálása végett.In these known Coriolis flowmeters, the sensor element was not placed near the node (s) to maximize the phase difference of the output signals.

Ha a 131, 131' beömlőágat és a 134, 134' kiömlőágat, ahogyan ez a 3. ábrán látható, egy eltolt fázisú első csavarási módban hajtják meg, akkor SN statikus csomópontok vannak a BR, illetőleg BL merevítőelem közelében, és egy AN aktív csomópont jön létre a 130 es 130' áramlási cső felső középrészén. A hagyományos rendszerekben azonban nem használtak egy AN aktív csomópontot vagy egy SN statikus csomópontot fókuszpontként az érzékelőelemek elhelyezéséhez.When the inlet arms 131, 131 'and the outlet 134, 134', as shown in Figure 3, are driven in an offset phase first twisting mode, there are SN static nodes near the BR and BL stiffeners and an active node AN is formed in the upper middle portion of the flow tube 130 and 130 '. However, conventional systems did not use an active node AN or a static node SN as a focal point for positioning the sensor elements.

A találmány a megnövelt mérési érzékenység elérése céljából nem korlátozódik arra, hogy az S érzékelőelemeket egyetlen felső középső AN aktív csomópont közelében helyezzük el. A találmány értelmében más csavarási módokat is használunk a hagyományos Coriolis-áramlásmérőkhöz képest fokozott mérési pontosság elérésére. A találmány értelmében opcionálisan nagyobb meghajtó frekvenciákat használunk hajlítási módban, hogy két vagy több AN aktív csomópontot hozzunk létre. Az AN aktív csomópontok száma és elhelyezése a DL és DR meghajtószerkezet frekvenciájával és a 130 és 130' áramlási cső mentén való elhelyezésével határozható meg.The invention is not limited to locating the sensor elements S near a single upper central AN active node to achieve increased measurement sensitivity. Other methods of twisting are also used in the present invention to achieve improved measurement accuracy over conventional Coriolis flowmeters. According to the invention, optionally, higher drive frequencies are used in bending mode to create two or more AN active nodes. The number and position of the active nodes AN can be determined by the frequency of the drive mechanism DL and DR and its positioning along the flow pipe 130 and 130 '.

Csavarási módban történő működtetéskor, mint a 3. ábrán, a DL és DR meghajtószerkezet a 130 és 130' áramlási cső ágainak ellentett végein, bármely nem-csomóponti helyen elhelyezhető. Bármely (hajlítási vagy csavarási) működési módban az SL és SR érzékelőelem szabályozhatóan egy AN aktív csomópont (vagy ellentett aktív csomópontok) közelében van elhelyezve, hogy Át értéke maximális legyen, és ugyanakkor elfogadható jel/zaj aránnyal lehessen dolgozni.When operated in torsion mode, as in Fig. 3, the drive means DL and DR can be located at opposite ends of the flow pipe branches 130 and 130 'at any non-node location. In any (bending or twisting) mode of operation, the SL and SR sensing elements are adjustably disposed adjacent to an active node AN (or opposing active nodes) to provide a maximum value of Ap while operating at an acceptable signal-to-noise ratio.

A 4. és 5. ábrán az érzékelőelemeknek és meghajtószerkezeteknek egy általános áramlásmérő csomóponthelyzeteihez viszonyított helye látható. Ez az általános áramlásmérő lehet egyenes, U-alakú vagy szabálytalan alakú. A • · · · · ··· «·* 9·· • * · ·Figures 4 and 5 show the position of the sensing elements and actuators relative to the positions of a common flowmeter. This general flowmeter can be straight, U-shaped or irregularly shaped. A • · · · · ··· «· * 9 ·· • * · ·

4. ábrán látható az áramlási cső elmozdulása - az A görbe - azFigure 4 shows the displacement of the flow tube - curve A -

FT áramlási cső mentén elhelyezett Si és S2 érzékeíőelem, valamint DL és DR meghajtószerkezet (egyetlen) AN aktív csomóponthoz viszonyított helyzetének függvényében. Bár a találmány előnyös kiviteli alakjában két párhuzamos FT áramlási csövet alkalmazunk, a 3. és 4. ábrán az áttekinthetőség érdekében csak egy áramlási csövet ábrázoltunk. Ha az áramlási csöveket a 3. ábra szerinti kiviteli alaknak megfelelően csavarási módban működtetjük, akkor a 4. ábra szerinti SÍ és S2 érzékelőelem - a 2. ábra kapcsán leírt jel/zaj arány feltételeken belül -az AN aktív csomóponthoz a gyakorlatban lehetséges legközelebbi helyen van elhelyezve. Minthogy az S érzékelőelemek fizikai mérete egyes esetekben meggátolhatja, hogy az AN aktív csomópont közelében egymáshoz szorosan közel legyenek elhelyezve, ezért az 5. ábra szerinti kiviteli alak alternatív megoldást erre a problémára. Az SN statikus csomópontok a BL és BR merevítőelemnél vagy ezek közelében vannak elhelyezve.Depending on the position of the sensor element Si and S2 along the flow line FT and the position of the drive unit DL and DR relative to the (single) active node AN. Although two parallel FT flow tubes are used in a preferred embodiment of the invention, only one flow tube is shown in Figures 3 and 4 for clarity. When the flow pipes are operated in a twisting mode according to the embodiment of Fig. 3, the sensing elements S1 and S2 of Fig. 4, within the signal-to-noise ratio conditions described in Fig. 2, are as close as practically possible to the active node AN. placed. Since the physical size of the sensor elements S may in some cases prevent them from being located close to one another at the active node AN, the embodiment of FIG. 5 is an alternative solution to this problem. The SN static nodes are located at or near the BL and BR brace.

Az 5. ábrán eltolt fázisú második csavarási módban működtetett áramlási cső (csövek) látható(k). Ezt később részletesebben leírjuk. Ebben a csavarási módban két, AN1 és AN2 aktív csomópont, valamint két, DL és DR meghajtószerkezet van. Az áttekinthetőség kedvéért csak egy áramlási csövet ábrázoltunk, de használható két áramlási cső is. Két, AN1 és AN2 aktív csomópont jelenléte lehetővé teszi, hogy négy lehetséges hely bármelyikén két, S1-S2 és S3-S4 érzékelőelemet használjunk. Minthogy két, AN1 és AN2 aktív csomópont van, az a lehetőség, hogy az érzékelőelemeket az áramlási csövek ellentett oldalain helyez• · · · · · · ·»· ··· ··· ·· « · · · · · zük ei, lehetővé testi, hogy az érzékeioeiemek a gyakorlatban lehető legközelebb legyenek a kívánt csomópontokhoz, és kiküszöböli a fizikai közelségre vonatkozó kényszerfeltételeket abban az esetben, amelyben mindkét érzékelőeiemet egy adott csomópont ellentett oldalain kell elhelyezni. Az 5. ábra szerinti kiviteli alakban alkalmazni lehet egy középső, DC meghajtószerkezetet, valamint kívánat esetén DL és DR meghajtószerkezetet is. Az SN statikus csomópontok a BL és BR merevítőelemeknél vagy azok közelében vannak elhelyezve.Figure 5 shows the flow tube (s) operated in the offset phase second winding mode (s). This will be described in more detail later. In this twisting mode, there are two active nodes AN1 and AN2 and two DL and DR drive units. For the sake of clarity, only one flow tube is shown, but two flow tubes may be used. The presence of two active nodes AN1 and AN2 allows two sensing elements S1-S2 and S3-S4 to be used at any of four possible locations. Since there are two active nodes AN1 and AN2, it is possible to place the sensing elements on opposite sides of the flow pipes. it allows the sensing elements to be as close as possible to the desired nodes in practice and eliminates the constraints of physical proximity in which both sensing elements must be located on opposite sides of a given node. In the embodiment of Fig. 5, a central DC drive and, if desired, a DL and DR drive may be used. The SN static nodes are located at or near the BL and BR stiffeners.

A találmány elvei értelmében a 6. ábrán ábrázoltuk az érzékelőelemek és meghajtószerkezetek helyét egy eltolt fázisú első hajlítási módban működtetett áramlásmérőben. A 6. ábrán az áramlásmérő elemeinek a nulla áramláshoz tartozó állapota látható. A nulla kihajlási állapotot szaggatott vonalak mutatják.In accordance with the principles of the invention, Figure 6 illustrates the location of the sensing elements and actuators in a flowmeter operated in an off-phase first bending mode. Figure 6 shows the zero flow state of the flowmeter elements. The zero bending state is indicated by dashed lines.

A kihajlott állapotot folytonos vonalak ábrázolják. A 6. ábrán - úgy, mint az 1. ábra szerinti ismert áramlásmérőben - a Dl meghajtószerkezet a 130 és 130' áramlási cső felső részének középpontján van elhelyezve, és így az áramlási csöveket úgy oszcilláltatja, hogy egy SN statikus csomópont keletkezik a BL, illetőleg BR merevítőelemnél. A 6. ábra szerinti kiviteli alakban azonban az ismert 170R és 170L sebességérzékelőtől eltérően az SR és SL érzékelőelem lefelé mozog, a BL, illetőleg BR merevítőelemnél lévő SN statikus csomópontokhoz közelebbi helyzetbe. Az érzékelőelemek ilyen csomópontközeli elhelyezése megnövelt áramlásmérési érzékenységet eredményez.The bent state is represented by solid lines. In Fig. 6, as in the known flowmeter of Fig. 1, the drive mechanism D1 is positioned at the center of the upper portion of the flow tube 130 and 130 ', thereby oscillating the flow tubes to form a static node SN in the BL and BR brace. However, in the embodiment of Figure 6, unlike the known speed sensors 170R and 170L, the sensing elements SR and SL move downwardly, closer to the static nodes SN at the stiffening elements BL and BR, respectively. Such proximity of sensor elements results in increased flow sensing sensitivity.

« · · · · · · ·*· ··· ··· ·* • · · » · · Λ· «· ·· · • - 22 A 7. és 8. ábrán ábrázoltuk az érzékeiőelemek és méghajtcszerkezetek helyét egy eltolt fázisú első hajlítási módban, illetőleg egy eltolt fázisú második hajlítási módban.Figures 7 and 8 depict the location of the sensing elements and the actuator structures in an offset phase, respectively. in the first bending mode or in the offset phase second bending mode.

Ahogyan ez a 7. ábrán látható, a DL és DR meghajtószerkezet a 130 és 130' áramlási csövet eltolt fázisú első hajlítási módban hajtja meg. Nulla kihajlási állapotot jelöl az FTO és FTO' szaggatott vonal. A névleges áramlási állapotot az FT1 és FT1' vonal jelöli. Ebben az adott csavarási módban az SL és SR érzékelőelem az AN aktív csomóponthoz szorosan közel van elhelyezve. Az SL és SR közelségét az AN aktív csomóponthoz a 2. ábra kapcsán fentebb taglalt irányelvek szerint határozzuk meg.As shown in Fig. 7, the drive means DL and DR drive the flow tubes 130 and 130 'in an off-phase first bending mode. Zero deflection is indicated by the FTO and FTO 'dashed lines. The nominal flow state is indicated by the FT1 and FT1 'lines. In this particular twisting mode, the SL and SR sensing elements are located close to the active node AN. The proximity of SL and SR to the active node AN is determined according to the guidelines discussed above in connection with FIG.

A 8. ábrán a találmány szerinti eltolt fázisú második mód látható. A 8. ábra hasonló az 5. ábrához, amennyiben két, AN1 és AN2 aktív csomópont keletkezik, hogy nagyobb lehessen a szélesség az érzékelőelemek elhelyezésében. Az FTO és FTO' szaggatott vonal áramlás nélküli állapotot ábrázol. Az FT1 és FT1' folytonos vonal a névleges áramlási állapotot jelöli. Ebben az adott módban három DL, DC és DR meghajtószerkezetet használunk.Figure 8 illustrates a second phase offset mode according to the invention. Fig. 8 is similar to Fig. 5, in that two active nodes AN1 and AN2 are formed in order to increase the width of the sensor elements. The dashed lines FTO and FTO 'represent the non-flow state. The solid lines FT1 and FT1 'indicate the nominal flow state. In this particular mode, three DL, DC and DR drive units are used.

A meghajtószerkezeteknek ez a rendszere AN1 és AN2 aktív csomópontot hoz létre a 130 és 130' áramlási cső felső szakaszán.This system of drive structures creates active nodes AN1 and AN2 in the upper section of the flow pipe 130 and 130 '.

Két meghajtószerkezet is használható ugyanezeknek a csomópontoknak az előállítására. Ebben az esetben az egyik meghajtószerkezetet az áramlási cső felső szakaszán, a másik meghajtószerkezetet a két oldal egyikén kell elhelyezni. Az SL1 és SL2 érzékelőelem az AN1 aktív csomóponthoz közel van elhe«·· ··· ··· ·· • · evezve, az SRI és SR2 érzékeiőeiem az AN2 aktív csomóponthoz közel van elhelyezve.Two drive mechanisms can be used to produce the same nodes. In this case, one of the drive units shall be located on the upper section of the flow pipe and the other drive unit shall be located on one of the two sides. The sensing elements SL1 and SL2 are located close to the active node AN1, and the sensing elements SRI and SR2 are located close to the active node AN2.

A találmány egy másik lehetséges példaképpen! kiviteli alakja a 9. ábrán látható. Itt egy csőszakaszt a 912, 914 elem zárt. Az 912, 914 elem közötti távolság határozza meg azt a rrer.venciát, amelyen a 910 cső rezeg, mivel ez a távolság a meghajtó frekvencia legalább egy hullámhosszával egyenlő. Ha a 910 cső hossza túl nagy ahhoz, hogy az áramlásmérő a gyakorlatban működtethető legyen, akkor a 912 és 914 elemhez járulékosan es ezek között tartóelemet (tartóelemeket) lehet a 910 csőre szerelni. A találmány szerinti áramlásmérő elemeket úgy lehet a csere felfogni, hogy a csövet nem kell jelentősen módosítani vagy változtatni a csőben szállított anyag tömegáramlási sebessegének méréséhez. Az ábrázolt 910 cső lényegében egyenes és a Keresztmetszete állandó. Nyilvánvaló, hogy a találmány szerinti áramlásmérőben különböző alakú és elrendezésű csöveket lehet a j_ kő.—ΓΠ3. z n i .Another possible example of the invention is the invention. 9 is shown. Here, a pipe section is closed by elements 912, 914. The distance between the elements 912, 914 defines the rrer sequence on which the tube 910 vibrates, since this distance is equal to at least one wavelength of the drive frequency. If the length of the tube 910 is too long for the flow meter to be operable in practice, a support (s) may be mounted on the tube 910 in addition to and between the elements 912 and 914. The flow sensing elements of the present invention may be understood to be such that the tube does not need to be substantially modified or modified to measure the mass flow rate of the material carried in the tube. The tube 910 shown is substantially straight and has a constant cross-section. It will be appreciated that the flowmeter of the present invention may have pipes of various shapes and configurations. z n i.

A. 9. ábra szerinti kiviteli alakban a 920 meghajtószerkezet közvetlenül a 910 csőre van felfogva a sajátfrekvencra második felharmonikusának egy legnagyobb rezgési helyén vagy annak közelében, vagy bármely más helyen, kivéve a sajátfrekvencia második felharmonikusának egy csomópontját. A 920 meghajtószerkezethez hasonló további meghajtószerkezeteket lenes a 910 csövön rögzíteni a szimmetria javítása vagy a cső eernelésének kiegyenlítése végett. A találmány szerinti rendszer azonban működtethető csak egy meghajtószerkezettel is, ahogyan ez látható. A 920 meghajtószerkezet ráköthető egy visz• ·· ·· · szacsatció áramkörre. Ez az áramkör tartalmaz egy 930 elmozdulásérzékeiőt, amely a csőre van közvetlenül a 920 meghajtószerkezettel· szemben, vagy a 920 meghajtoszerkezet közelében rászerelve, vagy a 920 meghajtószerkezeten van rögzítve .A. In the embodiment of Fig. 9, the drive mechanism 920 is directly engaged on the tube 910 at or near a major vibration point of the second frequency harmonic or at any other location except for a node of the second harmonic of the native frequency. Other drive structures, such as the drive mechanism 920, are retained on the tube 910 to improve symmetry or compensate for tube herniation. However, the system according to the invention can be operated by only one drive mechanism as shown. The drive 920 can be connected to a single-circuit · ·· ·· · circuit. This circuit includes a displacement sensor 930 which is mounted on the tube directly opposite to the actuator 920, either mounted near the actuator 920, or mounted on the actuator 920.

Az áramlásmérő elemei továbbá a 932L és 932R eimozdulásérzékeiő, amelyek a 910 csövön egy 931 szaggatott vonallal jelölt aktív csomóponthoz a gyakorlatban lehető legközelebb vannak rögzítve. A 940 ellensúly a 910 csövön előre meghatározott helyen, így a 910 cső rezgési sajátfrekvenciájának egy felharmonikus legnagyobb rezgési helyén rögzíthető, hogy ellensúlyozza a 920 meghajtószerkezet által létesített terhelést. Kívánat esetén egy második meghajtószerkezet szerelhető erre a helyre, vagy pedig a 940 ellensúly vagy egy második meghajtószerkezet elhagyható.The flowmeter elements further include motion detectors 932L and 932R, which are fixed in the tube 910 as close as practically possible to an active node 931 dashed. Counterweight 940 may be fixed to the tube 910 at a predetermined location, such that it may be fixed at a harmonic maximum vibration location of the vibration eigenfrequency of tube 910 to counterbalance the load exerted by the actuator 920. If desired, a second drive may be mounted in this location, or the counterweight 940 or a second drive may be omitted.

A 10. ábrán a 910 cső különböző részeinek működés közbeni elmozdulása látható. A 10. ábrán látható 1000 amplitudógörbe ábrázolja a második felharmonikus frekvenciáján rező 910 cső nulla áramlási állapota.Figure 10 illustrates the movement of different parts of tube 910 during operation. The amplitude curve 1000 in Figure 10 depicts the zero flow state of the tube 910 resonating at its second harmonic frequency.

Az 1000 amplitudógörbének nulla amplitúdója van mindkét végén, ahol a csövet a 912, 914 elem rögzíti, valamint az 1002 aktív csomóponti helyen, ahol nincs áramlás. Az 1000 amplitudógörbe csúcsamplitudói az 1004 és 1006 legnagyobb rezgési helyen vannak. A 920 meghajtószerkezet keresztirányú erőt fejt ki a 910 csőre, majd megszünteti ezt az erőt, hogy a 910 csövet oszcillálja. Ezt a ciklus gerjesztett részében az 1000 amplitudógörbe, a ciklus gerjesztés nélküli részében az 1000' • · ^J - 25 amplitudógörbé ábrázolja. Az 1004, 1006 iegnac amplitúdója minden ciklusban ellenkezőre vált, jesztés nélküli részében ezek az 1004', 1006' yobb rezgési hely és a ciklus geriegnagyobb rezgési helyek.The amplitude curve 1000 has zero amplitude at each end, where the tube is fixed by elements 912, 914, and at active node 1002, where there is no flow. The peak amplitudes of the amplitude curve 1000 are at the highest vibration locations 1004 and 1006. The actuator 920 exerts a transverse force on the tube 910 and then eliminates this force to oscillate the tube 910. This is represented by the amplitude curve 1000 in the excited part of the cycle, and the amplitude curve 1000 '· · ^J - 25 in the excited part of the cycle. The amplitude of the acqunac 1004, 1006 is reversed in each cycle, in the uninjured portion these are the higher vibration sites 1004 ', 1006' and the highest vibration sites in the cycle.

Az áramló anyagot tartalmazó 910 cső rezgese következtében Coriolis-erők hatnak a cső minden elemére. Az áramló közeget tartalmazó cső 1010, 1020 amplitudógörbéje a 2. ábrán látható.Due to the vibration of the fluid containing tube 910, Coriolis forces are applied to each element of the tube. The amplitude curve 1010, 1020 of the tube containing the fluid is shown in Figure 2.

A 910 cső kihajlási amplitúdóit a 2. ábrán eltúlozva ábrázoltuk, hogy a rendszer működését megmagyarázzuk. A Coriolis-erők által a 910 csőre gyakorolt hatás következtében a meghajtási ciklus első részének megfelelő 1010 amplitudógörbé balra tolódik a nulla áramlási állapotnak megfelelő 1000 amplitudógörbéhez képest. A 910 csőben áramló anyag ellenáll a rezgő által kifejtett hatásoknak. Az 1010 amplitudógörbé kezdeti részének amplitúdója az anyag által a 910 cső falaira kifejtett Coriolis-erők hatása miatt kisebb a 1000 amplitudógörbé amplitúdójánál. Ennek következtében az 1010 amplitudógörbé aktív csomópontja (nulla amplitúdójú pontja) eltolódik az 1012 helyre. Hasonlóképpen a ciklus második részében a 910 csőre ható Coriolis-erők a cső 1020 amplitudógörbéjét eredményezik. Az 1020 amplitudógörbé 1022 csomópontja (nulla amplitúdójú pontja) siet az 1000 amplitudógörbé 1002 aktív csomóponti helyéhez képest .The bending amplitudes of tube 910 are exaggerated in Figure 2 to explain the operation of the system. Due to the effect of the Coriolis forces on the tube 910, the amplitude curve 1010 corresponding to the first part of the propulsion cycle is shifted to the left relative to the amplitude curve 1000 corresponding to the zero flow state. The material flowing in the tube 910 is resistant to the effects of vibration. The amplitude of the initial portion of the amplitude curve 1010 is less than the amplitude of the amplitude curve 1000 due to the effect of the Coriolis forces exerted by the material on the walls of tube 910. As a result, the active node (zero amplitude point) of the amplitude curve 1010 shifts to position 1012. Similarly, in the second part of the cycle, Coriolis forces acting on tube 910 result in tube amplitude curve 1020. The node 1022 (zero amplitude point) of the amplitude curve 1020 is in a hurry relative to the active node 1002 of the amplitude curve 1000.

Az 1012 helyen lévőő csomópont és az 1022 csomópont ciklikus longitudinális elmozdulása létrehozza a 910 cső 1002 aktív csomóponti helyének ciklikus transzverzális amplitudóelmozdulását. Ez a transzverzális elmozdulás, ami a • · · · · ' - 26 IC. ábrán látható, az 1010 amplitudógörbének a: 1QC2 akziv csomóponti helytől való elmozdulását jelző 1018 pont és az 1020 amplitudógörbének az 1002 aktív csomóponti helytől való elmozdulását jelző 1028 pont között következik be. Az aktív csomópontnak ez a ciklikus transzverzális elmozdulása a rezgő 910 cső hatása alatt álló közeg Coriolis-erőhatásainak a következménye. Minthogy a Coriolis-erőhatásokat a 910 csőben áramló anyag tömege hozza létre, ezért a mért transzverzális gyorsulás és az ebből származtatott elmozdulás közvetlenül megadja az anyag tömegáramlási sebességét.The cyclical longitudinal displacement of the node 1012 and the node 1022 produces a cyclic transverse amplitude displacement of the active node 1002 of the tube 910. This is the transverse displacement, which is the · · · · · '- 26 IC. 10A to 1010 indicates an offset of the amplitude curve 1010 from the active node location 10Q2 and 1028 indicating an offset of the amplitude curve 1020 from the active node location 1002. This cyclical transverse displacement of the active node is the result of the Coriolis force effects of the fluid under the action of the vibrating tube 910. Since the Coriolis forces are generated by the mass of the material flowing in the tube 910, the measured transverse acceleration and the displacement derived therefrom directly give the mass flow rate of the material.

Nyilvánvaló, hogy a találmányt az előnyös kiviteli alak leírása nem korlátozza, hanem annak a találmány szerinti alapgondolat terjedelmén és szellemén belül lehetnek módosításai és változtatásai.It is to be understood that the invention is not limited to the description of the preferred embodiment, but may be modified and varied within the scope and spirit of the basic idea of the invention.

Claims

PATENT CLAIMS

A Coriolis flowmeter for measuring the characteristics of a process material flowing therein, comprising a flow tube unit in which the process material flows; a drive unit (D) which vibrates the flow tube unit to form at least one node; a sensing unit (S) generating output signals responsive to vibration of the flow tube unit and to the technological material flowing in the Coriolis flow meter (310), corresponding to the motion of the vibratory flow tube generated by the Coriolis forces generated by the technological material flowing in the flow tube unit; the flow meter further comprising a signal processing unit responsive to the output signals generated by the sensor unit, generating information about the technological material flowing through the Coriolis flow meter, characterized in that the sensor unit (S) comprises at least one sensor element (S) node (N) is fixed at a predetermined distance, which maximizes the phase difference between the sensor element output signals and provides a signal amplitude that allows the sensor element output signals to have a predetermined signal-to-noise ratio.

Coriolis flowmeter according to claim 1, characterized in that the flow tube unit comprises two substantially parallel flow tubes (130, 130 ').

«·. <.

- 28th

Coriolis flowmeter according to claim 2, characterized in that the flow tube (130 and 130 ') consisting of an upper section and two lateral branches (134, 134' and 131, 131 ') is provided for rigid main elements (B). ), and the drive unit (D) vibrates the flow tubes (130 and 130 ') in an off-phase bending mode in which the flow tubes (130 and 130') rotate around the stiffeners (B) acting as static nodes (SN).

Coriolis flowmeter according to claim 3, characterized in that the flow tubes (130 and 130 ') have two static nodes (SN) coinciding with the stiffening elements (B) and the sensing elements (S) from the static nodes (SN). ) are located at a predetermined distance.

Coriolis flowmeter according to claim 3, characterized in that the flow tubes (130 and 130 ') have at least one active node (AN) at a distance from the stiffening elements (B) and a sensor element (S) from the at least one active node (AN) is located at a predetermined distance.

Coriolis flowmeter according to claim 3, characterized in that the flow tubes (130 and 130 ') have at least one active node (AN) at a distance from the stiffeners (B) and two sensing elements (S) for the at least one active node (S). node (AN) is located at a predetermined distance on the first side and on the second side opposite the first side.

. * · · «·· ·· ··

A Corioisis flowmeter according to claim 3, characterized in that the drive unit (D) is mounted on an upper section of the flow tubes (130 and 130 ').

Corioisis flowmeter according to claim 3, characterized in that the drive unit (D) is formed by two drive units spaced apart on the flow pipes (130 and 130 ').

9. The Coriolis flow meter of claim 2, characterized in that the flow tubes 'having a top section and two side arms (134, 134 ¹ kiömlőág and 131, 131 (130 and 130)' beömlőág), the drive unit ( D) vibrating the flow tubes (130 and 130 ') in an offset phase first twist mode such that the at least one node (N) is formed by a single active node (AN) located on the flow tubes (130 and 130').

A Corioisis flowmeter according to claim 9, characterized in that the single active node (AN) is located in the middle of the upper section of the flow tubes (130 and 130 ').

A Corioisis flowmeter according to claim 9, characterized in that the sensor unit comprises a first sensor element (S) disposed on the first side of a single active node (AN) and a second sensor element (S) which is the only active element node (AN) is located on the second side.

The Corioisis flowmeter according to claim 9, characterized in that the flow tubes (130 and 130 ') have an upper section and a sulfur side branch (134,134' outlet and 131,131 ') and the drive unit (D). the flow tubes (130 and 130 ') are vibrated in an offset phase second winding mode such that the at least one node (N) is formed by two active nodes (AN) located on the flow tubes (130 and 130').

The Coriolis flowmeter according to claim 9, characterized in that the flow tubes (130 and 130 ') are modified U-shaped and have an upper section and two lateral branches (134,134' and 131,131 '), and the drive unit (D) vibrates the flow tubes (130 and 130 ') in an offset phase second winding mode such that the at least one node (N) is formed by two active nodes (AN) which are the top of the flow tubes (130 and 130'). stages.

Coriolis flowmeter according to claim 12, characterized in that the sensor unit comprises a first sensor element (S) disposed on the first side of the first pair of active nodes (AN) and a second sensor element (S) which is arranged on the second side. pairs of active nodes (AN) are located on the second side.

A Coriolis flowmeter according to claim 12, characterized in that the sensor unit comprises a first sensor element (S) disposed on the first side of a single active node (AN) and a second sensor element (S) which is the first pair is located on the second side of the active node (AN).

- 31st

The Corioisis flow meter of claim 1, wherein the flow tube unit is a substantially straight tube (910).

17. The Coriolis flowmeter of claim 1, wherein said flow tube unit comprises two tubes of irregular shape.

18. A method of operating a Corio flowmeter comprising a flow tube comprising the steps of:

vibrating the flow tube to form at least one node of the flow tube;

attaching to the flow pipe a pair of sensor elements at a predetermined distance from the at least one node that maximizes a phase difference between the output signals of the two sensor elements and generates a signal amplitude that allows the sensor element output signal to have a predetermined signal-to-noise ratio;

receiving output signals of the two sensing elements in response to the vibration of the flow tube and generating a signal corresponding to the motion of the vibratory flow tube caused by the Coriolis forces created by the material flowing in the flow tube;

responding to the output signals generated by the sensing elements by operating a signal processing unit that generates information about the material flowing in the flow tube.

The method of claim 18, wherein the flow tubes have a modified nip and have an upper section and two lateral branches, and the drive means is fixed to the upper section, which is an offset phase bending relative to one another. In mode, it vibrates around a stiffener acting as a static node.

A method according to claim 18, characterized in that two flow tubes are formed which are modified U-shaped and have an upper section and two lateral branches, and a drive unit is attached to the side branches which vibrates the flow tubes relative to one another in an off-phase twisting mode. , so that the at least one node is the active node on the upper section of the two flow pipes.

A method according to claim 18, characterized in that two flow tubes are formed which are modified U-shaped and have an upper section and two lateral branches, and a drive unit is attached to the side branches which vibrates the flow tubes relative to one another in an off-phase twisting mode. so we create two active nodes on the upper section of the two flow pipes.

22. A method of operating a Coriolis flowmeter comprising a flow tube comprising the steps of:

vibrating the first and second flow tubes in an off-phase first mode to create at least one ·; zcéci active node on both flow pipes;

attaching a pair of sensing elements to the flow tubes so close to the node that a maximum phase difference exists between the menus of the two sensing elements - .. and a zzzmzizzuder that allows a predetermined signal-to-noise ratio of the sensing element output signal to lea flow tubes are relative when they are twisted by the Coriolis forces of material flowing in the flow tubes; and operating a signal processing unit in response to the output signals, which produces an inormzcict for the material flowing in the flow tubes.